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記者9日從安徽師范大學(xué)獲悉，該校熊宇杰教授團隊聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞漢青院士團隊，研發(fā)出一種無二次污染、可擴展的流通式電化學(xué)水處理器件，成功破解這一行業(yè)難題。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《自然·可持續(xù)性》。

水體中的持久性有機污染物已成為生態(tài)環(huán)境和人類健康的潛在威脅，而傳統(tǒng)水處理技術(shù)卻面臨規(guī)?；y、易產(chǎn)生二次污染等現(xiàn)實問題。藥物、個人護理品以及內(nèi)分泌干擾物等持久性有機污染物廣泛存在于自然水環(huán)境中，即便處于痕量濃度范圍也會帶來高風(fēng)險。而傳統(tǒng)電化學(xué)高級氧化技術(shù)，因需添加支持電解質(zhì)、僅利用半電池反應(yīng)、有效反應(yīng)面積小等問題，難以實現(xiàn)實際工程應(yīng)用。

針對這一痛點，研究團隊創(chuàng)新構(gòu)建了膜電極組件（MEA）水處理系統(tǒng)，無需外加支持電解質(zhì)，卻能大幅提升污染物降解效率并降低能耗，從源頭避免了外加電解質(zhì)產(chǎn)生的二次污染。在核心電極材料設(shè)計上，團隊也實現(xiàn)了低成本與高性能的兼顧，連續(xù)穩(wěn)定運行時長突破5000小時。

值得一提的是，該器件具備較大的工程應(yīng)用潛力，通過并聯(lián)或串聯(lián)堆疊的模塊化設(shè)計，可靈活調(diào)控水處理量和礦化深度，處理能力能線性提升且效率不降低。團隊研制的100平方厘米大尺寸反應(yīng)器件，在醫(yī)院廢水處理中，對三氯生和戊二醛的去除率分別超90%和80%，并可穩(wěn)定運行150小時以上。該器件還可與太陽能結(jié)合，實現(xiàn)戶外無泵驅(qū)動水處理，為分散式水處理場景提供了新方案。生命周期技術(shù)經(jīng)濟分析表明，該工藝每噸水處理運營成本僅2.32美元，且隨著處理規(guī)模擴大，單位成本有望進一步降低。

業(yè)內(nèi)專家表示，這種兼具高效率、低能耗與可擴展性的電化學(xué)水處理新范式，突破了傳統(tǒng)技術(shù)對電解質(zhì)的依賴，在分布式水處理、偏遠地區(qū)供水、環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，為實現(xiàn)綠色低碳水處理提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。